|
表6说明前4组粉煤灰胶砂干缩试件各龄期干缩率均明显小于基准试件。当掺量增至70%以后,7d前试件的干缩率大于基准试件。表7为不同PFAC掺量高性能混凝土在同等坍落度条件下的干缩试验结果。
表6及表7的结果表明,水泥胶砂与混凝土的干缩率具有相关性。为减少试验工作量,可以对胶砂干缩试验结果定性分析混凝土的干缩性能。PFAC掺量为40%(3号)的高性能混凝土各龄期干缩率均明显小于基准混疑土;掺量为50%时(5号),混凝土只有7d干缩率略大,其余均小于基准混凝土干缩率。4*号为未改性的PFA混凝土,其各龄期干缩率均大于基准混凝土,可见PFAC对混凝土干缩性能的改善不容忽视,它可大大降低混凝土的干缩率,提高其体积稳定性,表7还说明水量对混凝土的干缩率影响很大。
表7 大掺量粉煤灰高性能混凝土的干缩性能
|
序号 |
PFAC(%) |
W
(kg/m3) |
R28
MPa |
干缩率(×10-6) |
|
3d |
7d |
14d |
21d |
28d |
60d |
90d |
|
1 |
0 |
145 |
66.3 |
90 |
170 |
210 |
320 |
430 |
540 |
550 |
|
2 |
0 |
155 |
69.4 |
80 |
180 |
290 |
370 |
400 |
540 |
680 |
|
3 |
40 |
140 |
80.7 |
40 |
170 |
190 |
220 |
290 |
360 |
490 |
|
4 |
40 |
150 |
68.9 |
100 |
260 |
300 |
370 |
370 |
490 |
640 |
|
5 |
50 |
144 |
65.7 |
50 |
220 |
230 |
290 |
360 |
410 |
490 |
注:1.胶凝材料总量为480kg/m3,FDN掺量为1.0-1.3%
2.4*粉煤灰为未进行改性的普通磨细粉煤灰PFA
根据对粉煤灰高性能混凝土工作性,力学性能和变形性能的分析,综合考虑各方面因素,笔者认为所谓大掺量,就PFAC而言指等量取代水泥量为50%左右,不但可取得巨大的经济效益,而且混凝土将具有令人满意的工作性、力学性能、体积稳定性以及耐久性。值得强调的是,中等强度大掺量粉煤灰高性能混凝土即使对强度要求不高,考虑到结构物的耐久性、体积稳定性以及材料绿色度等问题,必须严格控制混凝土的用水量,水灰比不应高于0.36-0.38。为保证混凝土的密实性胶凝材料总量不应少于250-300kg/m3,高效减水剂掺量为0.5%-1.0%,粗骨料最大径不宜大于25mm(见表8)。
表8 中等强度大掺量粉煤灰高性能混凝土的参考配合比
|
强度等级 |
塌落度 |
PFAC(%) |
B(kg/m3) |
W(kg/m3) |
砂率(%) |
高效减水剂(%) |
|
C35-C55 |
150-180 |
30-50 |
380-440 |
130-150 |
36-40 |
0.5-1.0 |
3.3耐久性
随着混凝土技术的发展,耐久性问题越为人们所重视。采用PFAC和高效减水剂制备的高性能混凝土,可使水灰比大大降低,无离析泌水现象,内部微结构均匀密实,界面过渡区改善并且抹面性能好,如摘自有关文献[3]的9、表10所示,粉煤灰高性能混凝土具有优良的抗冻性(>D100)及抗渗性(>S25)。显而易见,这种混凝土是自防水的。
表9 粉煤灰高性能混凝土的抗冻性能
|
项目 |
20次冻融循环 |
100次冻融循环 |
|
标养强度(MPa) |
83.6 |
82.6 |
|
冻融循环后强度(MPa) |
80.5 |
74.3 |
|
强度损失(%) |
3.7 |
11.1 |
|
质量损失(%) |
0 |
0 |
|
最大渗水高度(cm) |
2.5 |
4.5 |
注:PFAC掺量为30%,W/B=0.292,碎石混凝土。
表10 粉煤灰高性能混凝士的抗渗性能
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
最大水压(MPa) |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
|
渗水 |
平均值 |
16.3 |
12.8 |
10.8 |
16.2 |
16.3 |
18.3 |
|
高度 |
最大值 |
40.0 |
18.0 |
20.0 |
23.0 |
35.0 |
28.0 |
|
mm |
最小值 |
6.0 |
9.0 |
7.0 |
7.0 |
10.0 |
12.0 |
|
备注 |
6个试样均未渗水,平均渗水高度为15.1mm |
注:PFAC掺量为30%,W/B=0.283,碎石混凝土。
另外,目前生产的水泥含碱量有不断提高的趋势,粉煤灰的使用大大节约了水泥热料,能抑制碱—骨料反应;同时,粉煤灰水化消耗大量Ca(OH)2,混凝土中耐蚀成分减少,粉煤灰高性能混凝土有比基准混凝土大得多的耐化学腐蚀能力。再则,大体积粉煤灰高性能混凝土一方面内外温差不会太大,有利于减少混凝土表面开裂的危险,另一方面内部温升又有利于加速粉煤灰效应的发挥,对早期强度有利。因此,粉煤灰高性能混凝土的耐久性总是令人满意的。
4 结语
(1)生态环保型混凝土是当代建材建材工业发展的主要方向之一,大掺量粉煤灰高性能混凝土具有材源、性能和社会经济效益等方面的优势,推广应用势在必行。
(2)用PFAC制备的大掺量粉煤灰高性能混凝土工作性好,坍落度经时损失小;后期强度高,安全储备大;耐久性优异。与普通粉煤灰不同,PFAC尤其对混凝土的早期强度和干缩性能具有显著改善效果,同时提高了抗拉强度,起着增韧降脆的作用。
(3)大掺量粉煤灰高性能混凝土的最佳掺量范匣应为30%—50%,必频严格控制用水量及水胶比以保证混凝土优良的早强和体积稳定性能o
(4)试验研究和工程实践证明,大掺量粉煤灰高性能混凝土能成功的应用于道路工程、回填工程、碾压混凝土工程、大体积水工工程以及房建工程等领域,并取得了可观的技术经济效益。
|